Las mediciones de corriente se utilizan para monitorear y controlar equipos eléctricos como motores sopladores y unidades de bobina de ventilador. Estos sensores pueden proteger un motor que consume demasiada corriente e indicar cuando no fluye suficiente corriente para un funcionamiento adecuado. Otra función importante es la submedición. Para comprender el valor de estas aplicaciones, desglosemos cómo se mide la corriente.
¿Cómo funciona un sensor de corriente?
La corriente se mide mediante sensores que cuantifican el flujo de electrones a través de cables. Los sensores están disponibles tanto para sistemas eléctricos de corriente alterna (CA) como de corriente continua (CC) y pueden proporcionar salidas analógicas o digitales.
- Sensor de corriente digital: Actúa como un interruptor que se activa cuando la corriente supera o cae por debajo de un límite establecido. Puede encender una luz de advertencia o activar un relé para enviar un mensaje a otra alarma o sistema. Un interruptor de corriente se configura como normalmente abierto (NO) o normalmente cerrado (NC). En un nivel de corriente preestablecido (punto de disparo), el interruptor se abrirá o cerrará.
- Sensor de corriente analógico: Indica los amperios que fluyen en el cable, produciendo una señal de baja tensión que se dirige a una pantalla. Puede registrarse como una señal de datos o utilizarse para activar un indicador. También puede indicar la dirección del flujo de corriente, importante en aplicaciones como el control de motores.
La elección entre un sensor digital o un sensor analógico depende de las necesidades de tu proyecto.
Medición de corriente directa o indirecta
La corriente se puede medir aplicando la Ley de Ohm. La corriente produce una tensión a través de una resistencia colocada en serie con la carga. La medición de esta tensión permite el cálculo de la corriente. Sin embargo, este método directo consume algo de energía del sistema (con el efecto adicional de calentar la resistencia).
Los métodos de medición indirecta de corriente no reducen la energía del sistema que se está midiendo. Estos métodos se prefieren para amperajes superiores a 100A y son adecuados para flujos de corriente más altos y donde se acepta una menor precisión.
Tecnologías de medición de corriente indirecta
La mayoría de los métodos de medición de corriente utilizan el campo magnético generado por la corriente que fluye a través de un conductor. Los sensores de corriente utilizan uno de los siguientes métodos:
- Efecto Hall: Mide la intensidad de un campo magnético. A medida que fluye más corriente, el campo magnético que rodea el conductor se vuelve más fuerte, y esto es detectado por el sensor. Los sensores Hall suelen ser muy pequeños, permitiendo su uso en aplicaciones sensibles al espacio y al peso.
- Inducción: Una bobina rodea al conductor donde está expuesta al campo magnético generado por una corriente alterna. El cambio de flujo magnético genera una corriente en la bobina proporcional a la corriente medida. Esta corriente se amplifica y se transforma en una señal de tensión para una pantalla o para su uso en equipos de procesamiento de señales.
- Efecto magnetorresistivo: Propiedad de algunos materiales donde la resistencia eléctrica varía en proporción a un campo magnético. El flujo magnético cambia el recorrido de una corriente a través del material, medido como una resistencia más alta.
Aplicaciones de sensores de corriente
Los sensores de corriente tienen muchos usos, siendo los más importantes el control de motores y la submedición, seguidos de cerca por la carga de baterías y los sistemas de energía solar. Los sensores de corriente pueden:
- Controlar la velocidad del motor: Apoyan el control de velocidad en motores grandes, como los utilizados en sistemas comerciales e industriales de HVAC.
- Permitir ahorros de energía: Utilizados en aplicaciones como ventiladores sopladores y bombas para enfriamiento de agua.
- Permitir una submedición precisa en tiempo real: Los sistemas de gestión de edificios incorporan señales y datos de sensores de corriente para una mejor utilización de la energía.
- Proporcionar información sobre la eficiencia de instalaciones de energía solar.
- Monitorear la velocidad de carga de sistemas de baterías.
Ejemplo de aplicación: Flujo de aire en un trabajo subterráneo
Imagina que administras una mina subterránea y necesitas asegurar un nivel adecuado de flujo de aire para los mineros. Tus ingenieros han determinado que un flujo de 17 amperios es suficiente. Colocas un sensor de corriente en un controlador en la mina para medir el flujo de aire. Si se mantiene en 17 amperios, tu interruptor digital se mantendrá encendido o tu sensor analógico mostrará un número constante. Si el flujo de aire cae por debajo de 17 amperios, sonará una alarma.
¿Existe alguna diferencia entre los sensores de corriente y los transductores de corriente?
Sí, aunque los términos se usan a menudo indistintamente. Un transductor convierte una entrada en una salida diferente, por ejemplo, una corriente nominal de 100A en una salida analógica de 0 a 5V. Un sensor monitorea y envía una señal en un nivel de acción o punto de disparo, y puede incorporar un relé para actuar como un interruptor.
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